CN114508512A - 一种驱动底盘的节能液压系统 - Google Patents

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张文毅
祁兵
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胡敏娟
刘宏俊
李坤
王云霞
严伟
夏倩倩
丁友强
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Abstract

一种驱动底盘的节能液压系统，原动机和储能飞轮各自通过电动离合器与传动箱连接，传动箱还与双向变量泵同轴连接；双向变量泵的排油口通过电磁换向阀八与同步马达的吸油口连接，同步马达的两个排油口分别与电磁换向阀二和四连接，同时通过电磁换向阀一相互连接，电磁换向阀二的两个工作油口分别与驱动马达一和电磁换向阀三串联回路的两端连接，电磁换向阀四的两个工作油口分别与驱动马达二和电磁换向阀五串联回路的两端连接；蓄能器通过电磁换向阀六与驱动马达一和二连接，还通过电磁换向阀七与双向变量泵的P口连接。该系统可以对制动和下坡工况中的动能进行有效回收和再利用，其适用于各种具有液压驱动的底盘的工程机械和其它类似液压设备中。

Description

一种驱动底盘的节能液压系统
技术领域
本发明属于液压传动技术领域，具体是一种驱动底盘的节能液压系统。
背景技术
现阶段，液压驱动的底盘在各种大型农机中得到了广泛的应用，这类农机具有自身重量大、动作频繁、油耗高的特点，因而其节能研究迫在眉睫。当农机在下坡道路行驶时，或者在车速过高需要制动时，必须采用制动器等制动装置抵消重力作用，保障车辆以安全的速度行驶。这个过程中，农机制动能和势能均通过制动器的摩擦力以及轮胎与地面的摩擦力转化为热能而浪费掉，同时增大了制动器和轮胎的磨损，降低了其使用寿命。因而，在制动或下坡工况时，通过对驱动底盘的能量回收，一方面可以降低制动时强制怠速所造成的能耗较大的问题，进而可以有效降低液压系统的能耗，而且还有利于降低制动器和轮胎的磨损率，有助于延长农机的使用寿命。另一方面还可以通过回收的能量和原动机一起工作，以便作用于驱动底盘，进而可以提高液压系统的能量利用效率，并有利于降低原动机的功率。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种驱动底盘的节能液压系统，该系统可以在不影响整机性能的前提下，对制动和下坡工况中的动能进行有效回收和再利用，并能储存在蓄能器和储能飞轮中，其通用性强，节能效果好，适用于各种具有液压驱动的底盘的工程机械和其它类似液压设备中。
为了实现上述目的，本发明提供一种驱动底盘的节能液压系统，包括原动机、双向变量泵、电动离合器一、电动离合器二、液压油箱、电磁换向阀六、转速传感器、压力传感器一、压力传感器二、压力传感器三和控制器；所述原动机通过电动离合器一与传动箱的第一轴端连接，所述传动箱的第二轴端通过电动离合器二与储能飞轮中心的传动轴连接，其第三轴端与双向变量泵同轴连接；所述双向变量泵的S口和P口分别与液压油箱和电磁换向阀八的B口连接；所述电磁换向阀八的A口与同步马达的吸油口连接，所述同步马达的第一排油口分别与电磁换向阀一的A口和电磁换向阀二的P口连接，同步马达的第二排油口分别与电磁换向阀一的B口和电磁换向阀四的P口连接，电磁换向阀二的T口和电磁换向阀四的T口均与液压油箱连接，电磁换向阀二的A口和B口分别与驱动马达一的A口和电磁换向阀三的B口连接，所述驱动马达一的B口和电磁换向阀三的A口连接，驱动马达一的传动轴与车轮一连接，用于驱动车轮一的转动；电磁换向阀四的A口和B口分别与驱动马达二的A口和电磁换向阀五的B口连接；所述驱动马达二的B口和电磁换向阀五的A口连接，驱动马达二的传动轴与车轮二连接，用于驱动车轮二的转动；
所述电磁换向阀六的A口分别与驱动马达一的B口和驱动马达二的B口连接，其B口与蓄能器连接，所述蓄能器与电磁换向阀七的A口连接，所述电磁换向阀七的B口与双向变量泵的P口连接；
所述转速传感器与储能飞轮连接，用于实时采集储能飞轮的转速信号A；
所述压力传感器一与蓄能器连接，用于实时采集蓄能器的压力信号；
所述压力传感器二与驱动马达一的B口连接，用于实时采集驱动马达一的B口的压力信号；
所述压力传感器三与驱动马达二的B口连接，用于实时采集驱动马达二的B口的压力信号；
所述控制器的输入端分别与转速传感器、压力传感器一、压力传感器二和压力传感器三连接，控制器的输出端分别与原动机、电动离合器一、电动离合器二、双向变量泵、电磁换向阀一、电磁换向阀二、电磁换向阀三、电磁换向阀四、电磁换向阀五、电磁换向阀六、电磁换向阀七和电磁换向阀八连接。
进一步，为了便于保证系统工作在安全压力范围之内，还包括安全阀，所述双向变量泵的P口还通过安全阀与液压油箱连接。
进一步，还包括精过滤器和粗过滤器，所述精过滤器串接在双向变量泵的S口与液压油箱之间的供油管路上；双向变量泵为比例控制元件，对油液清洁度要求较高，精过滤器具有较高的过滤精度，可以避免双向变量泵受到污染而影响寿命。所述粗过滤器串接在电磁换向阀八的A口与同步马达的吸油口之间的管路上。粗过滤器10用于保护系统中其它的液压元件不会受到污染而影响寿命。
作为一种优选，所述控制器为PLC控制器。
作为一种优选，所述电磁换向阀二和电磁换向阀四均为Y型中位机能的三位四通电磁换向阀，其左位电磁铁得电时工作在左位，且其A口和P口之间的油路连通，其B口和T口之间的油路连通，其失电时工作在中位，且其P口截止，其A口和B口均通过T口与液压油箱连通，其右位电磁铁得电时工作在右位，且其A口和T口之间的油路连通，其B口和P口之间的油路连通。
作为一种优选,所述电磁换向阀一为两位两通电磁换向阀，其得电时工作在下位，且其A口和B口之间的油路断开，其失电时工作在上位，且其A口和B口之间的油路连通；所述电磁换向阀三、电磁换向阀五、电磁换向阀六、电磁换向阀七和电磁换向阀八均为两位两通电磁换向阀，其得电时工作在左位，且其A口和B口之间的油路连通，其失电时工作在右位，且其A口和B口之间的油路断开。
作为一种优选，所述双向变量泵为斜盘式柱塞泵或者斜轴式柱塞泵。
作为一种优选，所述原动机为发动机或电动机。
本发明中，通过在双变量泵和电磁换向阀二及电磁换向阀四之间设置同步马达，可以对系统进行强制性分离，有效克服了并联驱动马达在某一个执行元件负载减小时易出现打滑情况的弊端；同时，通过在电磁换向阀二和电磁换向阀四之间设置电磁换向阀一，可以方便的对分流状态进行设定，以便于根据实际工况来选择是否进行强制分流。使蓄能器通过电磁换向阀六与驱动马达一和二的一个油口连接，可以在制动或下坡工况时方便的对该工况下能量的回收。使蓄能器通过电磁换向阀七与双向变量泵的P口连接，可以方便的利用储存在蓄能器中的能量作用于双向变量泵，以便于实现所存储能量的再利用过程。同时，使分动箱的一个端轴与双向变量泵同轴连接，使其另外两个端轴各自通过一个电动离合器分别与原动机和储能飞轮连接，可以方便的将储存在蓄能器中的能量转移到储能飞轮中进行存储，这样，一方面可以使蓄能器具备下一次的储能条件，有效的增加了能量可回收的容量；另一方面，还能方便选择利用储存在储能飞轮中的能量或利用存储在蓄能器中的能量来驱动双向变量泵转动，以为整个系统进行动力的供应；再者，这样还能够使能量利用部分相对独立，既保证了所回收能量的高效利用，不会对原有系统产生影响，还能在必要的情况下，将能量回收部分与原系统进行脱离，脱离的液压系统与传统液压系统一样，从而能有效防止回收系统出现故障时影响系统的正常使用。通过转速传感器、压力传感器一、二和三可自动判断系统中各部分的状态，能便于系统中的控制部分自动化的判断出系统的情况，以利于自动的进行电磁阀通断的控制，可便于提高该系统的智能化水平。本发明可以在不影响整机性能的前提下，对制动和下坡工况中的动能进行有效回收和再利用，并储存在蓄能器和储能飞轮中，其通用性强，节能效果好，适用于各种具有液压驱动的底盘的工程机械和其它类似液压设备中。
附图说明
图1是本发明的液压原理图。
图中：1、原动机，2、转速传感器，3、储能飞轮，4、电动离合器一，5、电动离合器二，6、传动箱，7、液压油箱，8、精过滤器，9、双向变量泵，10、粗过滤器，11、同步马达，12、电磁换向阀一，13、电磁换向阀二，14、车轮一，15、驱动马达一，16、电磁换向阀三，17、电磁换向阀四，18、车轮二，19、驱动马达二，20、电磁换向阀五，21、电磁换向阀六，22、蓄能器，23、压力传感器一，24、电磁换向阀七，25、安全阀，26、压力传感器二，27、压力传感器三，28、电磁换向阀八，29、控制器。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明提供了一种驱动底盘的节能液压系统，包括原动机1、双向变量泵9、电动离合器一4、电动离合器二5、液压油箱7、电磁换向阀六21、转速传感器2、压力传感器一23、压力传感器二26、压力传感器三27和控制器29；所述传动箱6具有三个轴端，第一轴端和第二轴端均为输入轴端，第三轴端为输出轴端；所述原动机1通过电动离合器一4与传动箱6的第一轴端连接，所述传动箱6的第二轴端通过电动离合器二5与储能飞轮3中心的传动轴连接，其第三轴端与双向变量泵9同轴连接；所述双向变量泵9的S口和P口分别与液压油箱7和电磁换向阀八28的B口连接；作为一种优选，所述双向变量泵9为斜盘式柱塞泵或者斜轴式柱塞泵，其可以通过改变自身排量大小控制输出流量，也可以改变角度控制旋转方向。所述电磁换向阀八28的A口与同步马达11的吸油口连接，同步马达11为两个定量马达通过一个刚性轴连接在一起，确保两个定量马达始终具有相同的转速。同步马达11的作用是将双向变量泵9的输出流量等比例一分为二。所述同步马达11的第一排油口分别与电磁换向阀一12的A口和电磁换向阀二13的P口连接，同步马达11的第二排油口分别与电磁换向阀一12的B口和电磁换向阀四17的P口连接；电磁换向阀一12为同步分流控制阀，用于控制系统是否强制分流，如果电磁换向阀一12得电工作在下位，系统强制分流，也即驱动马达一15和驱动马达二19的通过流量相等，如果电磁换向阀一12失电工作在上位，系统不强制分流，也即驱动马达一15和驱动马达二19的通过流量由系统自由分配。(并联的驱动马达存在如下弊端：当两侧驱动马达的外部负载差异较大时，系统的多数流量将流经负载较低马达，且所有驱动马达输出扭矩与低负载马达的外负载相同，这会导致整机行驶直线度差，甚至丧失驱动能力。故设置同步马达强制分流状态可有效提高整机行驶直线度，使整机恢复驱动能力。)；电磁换向阀二13的T口和电磁换向阀四17的T口均与液压油箱7连接，电磁换向阀二13的A口和B口分别与驱动马达一15的A口和电磁换向阀三16的B口连接，所述驱动马达一15的B口和电磁换向阀三16的A口连接，驱动马达一15的传动轴与车轮一14连接，用于驱动车轮一14的转动；驱动马达一15可以直接或间接驱动车轮，间接驱动指在驱动马达一和车轮一之间加装变速装置，以改变两者之间的传动比。是否增加驱动装置由马达转速区间和车轮一转速区间决定。电磁换向阀四17的A口和B口分别与驱动马达二19的A口和电磁换向阀五20的B口连接；所述驱动马达二19的B口和电磁换向阀五20的A口连接，驱动马达二1的传动轴与车轮二18连接，用于驱动车轮二18的转动；用于驱动车轮一14的转动；驱动马达二1可以直接或间接驱动车轮二，间接驱动指在驱动马达二和车轮二之间加装变速装置，以改变两者之间的传动比。是否增加驱动装置由马达转速区间和车轮转速区间决定。
所述电磁换向阀六21的A口分别与驱动马达一15的B口和驱动马达二19的B口连接，其B口与蓄能器22连接，所述蓄能器22与电磁换向阀七24的A口连接，所述电磁换向阀七24的B口与双向变量泵9的P口连接；
所述转速传感器2与储能飞轮3连接，用于实时采集储能飞轮3的转速信号A；
所述压力传感器一23与蓄能器22连接，用于实时采集蓄能器22的压力信号；
所述压力传感器二26与驱动马达一15的B口连接，用于实时采集驱动马达一15的B口的压力信号；
所述压力传感器三27与驱动马达二19的B口连接，用于实时采集驱动马达二19的B口的压力信号；
所述控制器29的输入端分别与转速传感器2、压力传感器一23、压力传感器二26和压力传感器三27连接，控制器29的输出端分别与原动机1、电动离合器一4、电动离合器二5、双向变量泵9、电磁换向阀一12、电磁换向阀二13、电磁换向阀三16、电磁换向阀四17、电磁换向阀五20、电磁换向阀六21、电磁换向阀七24和电磁换向阀八28连接。
作为一种优选，还包括安全阀25，所述双向变量泵9的P口还通过安全阀25与液压油箱7连接。安全阀25用于设定系统的安全压力，当系统压力超过其设置压力时，打开卸荷。
进一步，还包括精过滤器8和粗过滤器10，所述精过滤器8串接在双向变量泵9的S口与液压油箱7之间的供油管路上；双向变量泵9为比例控制元件，对油液清洁度要求较高，精过滤器8具有较高的过滤精度，可以避免双向变量泵9受到污染而影响寿命。所述粗过滤器10串接在电磁换向阀八28的A口与同步马达11的吸油口之间的管路上。粗过滤器10用于保护系统中其它的液压元件不会受到污染而影响寿命。
作为一种优选，所述控制器29为PLC控制器。作为进一步优选，所述控制器29还与控制驱动底盘动作的操纵手柄连接。
作为一种优选，所述电磁换向阀二13和电磁换向阀四17均为Y型中位机能的三位四通电磁换向阀，其左位电磁铁得电时工作在左位，且其A口和P口之间的油路连通，其B口和T口之间的油路连通，其失电时工作在中位，且其P口截止，其A口和B口均通过T口与液压油箱7连通，其右位电磁铁得电时工作在右位，且其A口和T口之间的油路连通，其B口和P口之间的油路连通。电磁换向阀二13为Y型中位机能，当中位接入时，其A口与B口与油箱导通，驱动马达一15可在外力作用下自由转动，当左位接入时，驱动马达一15向一个方向旋转，当右位接入时，驱动马达一15反向旋转。
作为一种优选，所述电磁换向阀一12为两位两通电磁换向阀，其得电时工作在下位，且其A口和B口之间的油路断开，其失电时工作在上位，且其A口和B口之间的油路连通；所述电磁换向阀三16、电磁换向阀五20、电磁换向阀六21、电磁换向阀七24和电磁换向阀八28均为两位两通电磁换向阀，其得电时工作在左位，且其A口和B口之间的油路连通，其失电时工作在右位，且其A口和B口之间的油路断开。
作为一种优选，所述原动机1为发动机或电动机，用于为整个系统提供能量。
作为一种优选，在车轮一14上连接转速传感器A，用于实时采集车轮一14的转速信号一，在车轮二18上连接转速传感器B，用于实时采集车轮二18的转速信号二。
工作原理：
控制器29通过压力传感器一23实时反馈的压力信号一来实时获取蓄能器的压力值，将蓄能器的压力值与蓄能器额定压力对比以判断蓄能器是否充满能量。控制器29通过压力传感器二26实时反馈的压力信号二来实时获取驱动马达一15B口的马达一的压力值；通过压力传感器三27实时反馈的压力信号三来实时获取驱动马达二19B口的马达二的压力值；并根据马达一的压力值和马达二的压力值来实时判断是否处于制动或下坡工况，若马达一的压力值和马达二的压力值均具有一定的压力值(该值根据不同机器和元器件的选型决定)，则判定为制动或下坡工况，若马达一的压力值和马达二的压力值均接近于0，则判定为原动机1的正常驱动工况；控制器29通过转速传感器2实时反馈的转速信号来实时获取储能飞轮3的转速值A，用于判断储能飞轮3是否充满能量；控制器29通过转速传感器A实时反馈的转速信号一来实时获取车轮一14的第一转速值，通过转速传感器B实时反馈的转速信号二来实时获取车轮二18的第二转速值，并在第一转速值和第二转速值均为零时,且马达一的压力值和马达二的压力值均接近于0时，判定系统为未驱动整机的状态；当储能飞轮3和蓄能器22的能量均充满的情况下，控制器29优先利用储能飞轮3中所存储的能量进行系统的驱动，当储能飞轮3中所储存的能量利用完毕后，再利用蓄能器22中所储存的能量进行系统的驱动。
当蓄能器22中能量未充满，且处于原动机1的正常驱动工况时，控制器29控制电动离合器一4得电结合，同时，控制电动离合器二5失电断开，控制电磁换向阀八28得电导通，控制电磁换向阀三16得电导通，控制电磁换向阀五20得电导通，控制电磁换向阀二13左位电磁铁得电或右位电磁铁得电，以工作在左位或右位，控制电磁换向阀四17左位电磁铁得电或右位电磁铁得电，以工作在左位或右位，控制电磁换向阀六21和电磁换向阀七24均不得电截止；双向变量泵9的S口经精过滤器8从液压油箱7中吸油，并将高压油液供给并联在其出油口的电磁换向阀八28的B口和安全阀25，安全阀25在系统压力超过其设置压力时，导通双向变量泵9的P口与液压油箱7之间的通路，以对系统进行卸荷；电磁换向阀八28在得电后通过其A口排出高压油液，并通过连接的粗过滤器10供给同步马达11的吸油口，同步马达11的第一排油口将高压油液供给电磁换向阀二13的P口；当电磁换向阀二13工作在左位时，通过其A口供给驱动马达一15的A口，以驱动驱动马达一15沿一个方向转动，驱动马达一15的B口排出的油液通过电磁换向阀三16供给电磁换向阀二13的B口，并通过电磁换向阀二13排入到液压油箱7中。当电磁换向阀二13工作在右位时，通过其B口供给电磁换向阀三16，再通过电磁换向阀三16供给驱动马达一15的B口，以驱动驱动马达一15沿另一个方向转动，驱动马达一15的A口排出的油液供给电磁换向阀二13的A口，并通过电磁换向阀二13的T口排入到液压油箱7中。当电磁换向阀四17工作在左位时，通过其A口供给驱动马达二19的A口，以驱动驱动马达二19沿一个方向转动，驱动马达二19的B口排出的油液通过电磁换向阀五20供给电磁换向阀四17的B口，并通过电磁换向阀四17排入到液压油箱7中。当电磁换向阀四17工作在右位时，通过其B口供给电磁换向阀五20，再通过电磁换向阀五20供给驱动马达二19的B口，以驱动驱动马达二19沿另一个方向转动，驱动马达二19的A口排出的油液供给电磁换向阀四17的A口，并通过电磁换向阀四17的T口排入到液压油箱7中。此时，系统处于原动机1的驱动状态时，不回收能量。
当系统处于制动或者下坡工况(驱动马达变为泵的工作状态)时，若蓄能器22能量尚未充满，控制器29控制电磁换向阀八28得电导通，控制电磁换向阀二13左位电磁铁得电以工作在左位，控制电磁换向阀四17左位电磁铁得电以工作在左位，控制电磁换向阀三16不得电截止，控制电磁换向阀五20不得电截止；控制电磁换向阀六21得电导通，控制电磁换向阀七24不得电截止，驱动马达一15的B口和驱动马达二19的B口排出的油液通过控制电磁换向阀六21为蓄能器22充能；当蓄能器22能量充满时，控制电磁换向阀三16得电导通，控制电磁换向阀五20得电导通，并控制电磁换向阀六21不得电截止，驱动马达一15的B口和驱动马达二19的B口排出的油液分别通过电磁换向阀三16和电磁换向阀五20流回液压油箱7，以停止对蓄能器22的充能过程。
在蓄能器22能量充满，且处于原动机1的正常驱动工况时，控制器29控制电磁换向阀八28得电导通，控制电磁换向阀六21不得电截止，控制电磁换向阀七24得电导通，控制电动离合器一4断开，控制电动离合器二5断开，蓄能器22中的高压油液通过电磁换向阀七24供给双向变量泵9的S口，驱动双向变量泵9转动，以为整个系统进行动力油液的供应。同时，将蓄能器的压力值与压力设定值一进行对比以判断是否可以继续进行能量再利用，若蓄能器的压力值小于压力设定值一(该值可由控制器29调整，用于判断是否可以进行能量的再利用)，则蓄能器22中的能量已不足以继续为整个系统进行动力油液的供应，则控制器29控制电动离合器一4得电结合，同时，控制电动离合器二5失电断开，控制电磁换向阀八28得电导通，控制电磁换向阀三16得电导通，控制电磁换向阀五20得电导通，控制电磁换向阀二13左位电磁铁得电或右位电磁铁得电，以工作在左位或右位，控制电磁换向阀四17左位电磁铁得电或右位电磁铁得电，以工作在左位或右位，控制电磁换向阀六21和电磁换向阀七24均不得电截止，以使系统再次处于原动机1的驱动状态时。
在蓄能器22能量充满，且系统处于未驱动整机的状态，控制器29控制电磁换向阀八28不得电截止，控制电磁换向阀六21不得电截止，控制电磁换向阀七24得电导通，控制电动离合器一4断开，控制电动离合器二5吸合，蓄能器22中的高压油液通过电磁换向阀七24供给双向变量泵9的P口，驱动双向变量泵9并带动储能飞轮3一起运转，以储存于蓄能器22中的能量储存在储能飞轮3中。该过程中，控制器29将转速值A与转速设定值一进行对比以判断储能飞轮3是否充能完毕。若转速值A达到转速设定值一(该值可由控制器调整，用于判断储能飞轮3是否储能完毕)，或者蓄能器的压力值小于压力设定值二(该值可由控制器29调整，用于判断是否可以继续进行能量转化)，控制器29控制电动离合器二5断开，控制电磁换向阀七24不得电截止，停止给储能飞轮3的充能动作。这样，通过将蓄能器22中所存储的能量转移到储存飞轮3中进行存储，可以重新再次利用蓄能器22进行下一次的储能过程，有效的增加了系统储能的容量，进而可以进一步提高能量回收的效率，以便于实现更好的节能效果。
在转速值A大于等于转速设定值一(储能飞轮3能量充满状态下)，且处于原动机1的正常驱动工况时，控制电动离合器一4断开，控制电动离合器二5结合，储能飞轮3驱动双向变量泵9转动，以为整个系统进行动力油液的供应。同时，控制器29将转速值A与转速设定值二进行对比以判断是否可以继续驱动整机动作，若转速值A小于转速设定值二(该值可由控制器调整，用于判断是否可以利用储能飞轮3驱动系统工作)，控制电动离合器一4结合，控制电动离合器二5断开，重新利用原动机1驱动双向变量泵9转动，以为整个系统进行动力油液的供应。
本发明中，通过在双变量泵和电磁换向阀二及电磁换向阀四之间设置同步马达，可以对系统进行强制性分离，有效克服了并联驱动马达在某一个执行元件负载减小时易出现打滑情况的弊端；同时，通过在电磁换向阀二和电磁换向阀四之间设置电磁换向阀一，可以方便的对分流状态进行设定，以便于根据实际工况来选择是否进行强制分流。使蓄能器通过电磁换向阀六与驱动马达一和二的一个油口连接，可以在制动或下坡工况时方便的对该工况下能量的回收。使蓄能器通过电磁换向阀七与变量马达的P口连接，可以方便的利用储存在蓄能器中的能量作用于双向变量泵，以便于实现所存储能量的再利用过程。同时，使分动箱的一个端轴与双向变量泵同轴连接，使其另外两个端轴各自通过一个电动离合器分别与原动机和储能飞轮连接，可以方便的将储存在蓄能器中的能量转移到储能飞轮中进行存储，这样，一方面可以使蓄能器具备下一次的储能条件，有效的增加了能量可回收的容量；另一方面，还能方便选择利用储存在储能飞轮中的能量或利用存储在蓄能器中的能量来驱动双向变量泵转动，以为整个系统进行动力的供应；再者，这样还能够使能量利用部分相对独立，既保证了所回收能量的高效利用，不会对原有系统产生影响，还能在必要的情况下，将能量回收部分与原系统进行脱离，脱离的液压系统与传统液压系统一样，从而能有效防止回收系统出现故障时影响系统的正常使用。通过转速传感器、压力传感器一、二和三可自动判断系统中各部分的状态，能便于系统中的控制部分自动化的判断出系统的情况，以利于自动的进行电磁阀通断的控制，可便于提高该系统的智能化水平。本发明可以在不影响整机性能的前提下，对制动和下坡工况中的动能进行有效回收和再利用，并储存在蓄能器和储能飞轮中，其通用性强，适用于各种具有液压驱动的底盘的工程机械和其它类似液压设备中。

Claims (8)

1.一种驱动底盘的节能液压系统，包括原动机(1)、双向变量泵(9)、电动离合器一(4)、电动离合器二(5)和液压油箱(7)，其特征在于，还包括电磁换向阀六(21)、转速传感器(2)、压力传感器一(23)、压力传感器二(26)、压力传感器三(27)和控制器(29)；所述原动机(1)通过电动离合器一(4)与传动箱(6)的第一轴端连接，所述传动箱(6)的第二轴端通过电动离合器二(5)与储能飞轮(3)中心的传动轴连接，其第三轴端与双向变量泵(9)同轴连接；所述双向变量泵(9)的S口和P口分别与液压油箱(7)和电磁换向阀八(28)的B口连接；所述电磁换向阀八(28)的A口与同步马达(11)的吸油口连接，所述同步马达(11)的第一排油口分别与电磁换向阀一(12)的A口和电磁换向阀二(13)的P口连接，同步马达(11)的第二排油口分别与电磁换向阀一(12)的B口和电磁换向阀四(17)的P口连接，电磁换向阀二(13)的T口和电磁换向阀四(17)的T口均与液压油箱(7)连接，电磁换向阀二(13)的A口和B口分别与驱动马达一(15)的A口和电磁换向阀三(16)的B口连接，所述驱动马达一(15)的B口和电磁换向阀三(16)的A口连接，驱动马达一(15)的传动轴与车轮一(14)连接，用于驱动车轮一(14)的转动；电磁换向阀四(17)的A口和B口分别与驱动马达二(19)的A口和电磁换向阀五(20)的B口连接；所述驱动马达二(19)的B口和电磁换向阀五(20)的A口连接，驱动马达二(1)的传动轴与车轮二(18)连接，用于驱动车轮二(18)的转动；
所述电磁换向阀六(21)的A口分别与驱动马达一(15)的B口和驱动马达二(19)的B口连接，其B口与蓄能器(22)连接，所述蓄能器(22)与电磁换向阀七(24)的A口连接，所述电磁换向阀七(24)的B口与双向变量泵(9)的P口连接；
所述转速传感器(2)与储能飞轮(3)连接，用于实时采集储能飞轮(3)的转速信号A；
所述压力传感器一(23)与蓄能器(22)连接，用于实时采集蓄能器(22)的压力信号；
所述压力传感器二(26)与驱动马达一(15)的B口连接，用于实时采集驱动马达一(15)的B口的压力信号；
所述压力传感器三(27)与驱动马达二(19)的B口连接，用于实时采集驱动马达二(19)的B口的压力信号；
所述控制器(29)的输入端分别与转速传感器(2)、压力传感器一(23)、压力传感器二(26)和压力传感器三(27)连接，控制器(29)的输出端分别与原动机(1)、电动离合器一(4)、电动离合器二(5)、双向变量泵(9)、电磁换向阀一(12)、电磁换向阀二(13)、电磁换向阀三(16)、电磁换向阀四(17)、电磁换向阀五(20)、电磁换向阀六(21)、电磁换向阀七(24)和电磁换向阀八(28)连接。
2.根据权利要求1所述的一种驱动底盘的节能液压系统，其特征在于，还包括安全阀(25)，所述双向变量泵(9)的P口还通过安全阀(25)与液压油箱(7)连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种驱动底盘的节能液压系统，其特征在于，还包括精过滤器(8)和粗过滤器(10)，所述精过滤器(8)串接在双向变量泵(9)的S口与液压油箱(7)之间的供油管路上；所述粗过滤器(10)串接在电磁换向阀八(28)的A口与同步马达(11)的吸油口之间的管路上。
4.根据权利要求3所述的一种驱动底盘的节能液压系统，其特征在于，所述控制器(29)为PLC控制器。
5.根据权利要求4所述的一种驱动底盘的节能液压系统，其特征在于，所述电磁换向阀二(13)和电磁换向阀四(17)均为Y型中位机能的三位四通电磁换向阀，其左位电磁铁得电时工作在左位，且其A口和P口之间的油路连通，其B口和T口之间的油路连通，其失电时工作在中位，且其P口截止，其A口和B口均通过T口与液压油箱(7)连通，其右位电磁铁得电时工作在右位，且其A口和T口之间的油路连通，其B口和P口之间的油路连通。
6.根据权利要求5所述的一种驱动底盘的节能液压系统，其特征在于，所述电磁换向阀一(12)为两位两通电磁换向阀，其得电时工作在下位，且其A口和B口之间的油路断开，其失电时工作在上位，且其A口和B口之间的油路连通；所述电磁换向阀三(16)、电磁换向阀五(20)、电磁换向阀六(21)、电磁换向阀七(24)和电磁换向阀八(28)均为两位两通电磁换向阀，其得电时工作在左位，且其A口和B口之间的油路连通，其失电时工作在右位，且其A口和B口之间的油路断开。
7.根据权利要求6所述的一种驱动底盘的节能液压系统，其特征在于，所述双向变量泵(9)为斜盘式柱塞泵或者斜轴式柱塞泵。
8.根据权利要求7所述的一种驱动底盘的节能液压系统，其特征在于，所述原动机(1)为发动机或电动机。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1604995A (zh) * 2001-10-19 2005-04-06 Saxa株式会社 油压装置
JP2010169267A (ja) * 2010-03-16 2010-08-05 Eaton Corp 圧力制限下で中立ドリフト補償と温度補償を含む油圧駆動システム
JP2016142403A (ja) * 2015-02-05 2016-08-08 コベルコ建機株式会社 建設機械の油圧制御装置
CN106536942A (zh) * 2014-08-06 2017-03-22 罗伯特·博世有限公司 静液压的驱动器
CN110337545A (zh) * 2017-09-11 2019-10-15 日立建机株式会社 作业机械的液压油能量回收装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1604995A (zh) * 2001-10-19 2005-04-06 Saxa株式会社 油压装置
JP2010169267A (ja) * 2010-03-16 2010-08-05 Eaton Corp 圧力制限下で中立ドリフト補償と温度補償を含む油圧駆動システム
CN106536942A (zh) * 2014-08-06 2017-03-22 罗伯特·博世有限公司 静液压的驱动器
JP2016142403A (ja) * 2015-02-05 2016-08-08 コベルコ建機株式会社 建設機械の油圧制御装置
CN110337545A (zh) * 2017-09-11 2019-10-15 日立建机株式会社 作业机械的液压油能量回收装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
周翎霄;宁晓斌;谢伟东: "纯电动汽车液压再生制动能量回收系统的研究", 机电工程, vol. 30, no. 6, 30 June 2013 (2013-06-30), pages 664 - 668 *

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